高二物理选修3-2-5-5电能的输送-LI

高二物理(wùlǐ)选修3-2-5-5电能的输送-LI第一页，共29页。课堂(kètáng)引入为了合理利用能源，发电厂要建在靠近能源的地方，而用电的地方却分布很广，大局部地方离发电厂很远，故需要把电能输送(shūsònɡ)到很远的地方——远距离输电。而在远距离输电中，面临的就是如何输送(shūsònɡ)电能？如何减少损耗节约电能？等问题。第二页，共29页。输送电能的根本要求：可靠(kěkào)、保质、经济可靠：是指保证(bǎozhèng)供电线路可靠地工作,少有故障和停电保质(bǎozhì)：是指保证电能的质量,即电压和频率稳定经济：是指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小【远距离输电面临的问题】“西电东送〞，我国东西部距离远达数千公里，输电线上的电阻肯定很大，输电过程中的必然有损耗输电线上的功率损失输电线上的电压损失第三页，共29页。1、为什么输电线上有电能(diànnéng)损失?由于(yóuyú)输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一局部电能，同时输电线上有电压降，故又损失一局部电压.一、输电线上的功率(gōnglǜ)损失第四页，共29页。(1)减小导线(dǎoxiàn)电阻2、如何(rúhé)减少电能损失?(2)减小输电线中的电流(diànliú)第五页，共29页。由电阻(diànzǔ)定律知(1)减小导线(dǎoxiàn)电阻①减小材料(cáiliào)的电阻率ρ.银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.②减小输电线的长度L不可行,因为要保证输电距离.③增加导线的横截面积.可适当增大横截面积.太粗不可能,既不经济又架设困难.方法第六页，共29页。(2)减小输电线中的电流(diànliú)思考(sīkǎo)与讨论1.怎样(zěnyàng)计算输电线路损失的功率?2.在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/?在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的1/100,线路上损失的功率减为原来的1/?第七页，共29页。3.哪个(nǎge)途径对于降低输电线路的损耗更为有效?4.怎样(zěnyàng)计算用户消耗的功率P?5.在保证用户(yònghù)的电功率的前提下,怎样才能减小输电电流?损输送用户PPP-=第八页，共29页。二、输电线路上(lùshɑng)的电压损失１、电压(diànyā)损失：输电线路始端电压(diànyā)U跟末端电压(diànyā)U’的差值，称为输电线路上的电压(diànyā)损失，U＝U－U’，如下图：UUU’2、造成电压损失的因素(yīnsù)〔1〕输电线电阻造成电压损失U＝Ir．〔2〕输电线的感抗和容抗造成电压损失．以后在计算时只考虑输电线电阻所造成的电压损失第九页，共29页。3．减小输电线路上电压损失的方法（1）减小输电线电阻r

用增大输电导线的截面积来减小电阻对低压照明电路有效，对高压输电线路效果不佳．（2）减小输电电流I

在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施．U＝Ir不可行(kěxíng)高压(gāoyā)输电既能减小功率损失，又能减小电压损失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，依照不同的情况，选择适宜的输电电压．第十页，共29页。实际生活(shēnghuó)中的远距离输电我国目前采用(cǎiyòng)的远距离输电方式：110kv220kv330kv500kv第十一页，共29页。练习：输送(shūsònɡ)10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求(1)输电线中的电流?输电线中损失的电压?用户得到的电压?(1)25A250V150V(2)6250W3750W(2)输电线损失(sǔnshī)的功率?用户得到的功率?(3)如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率(gōnglǜ)?用户得到的功率(gōnglǜ)?提高输电电压,是减少电能损失的最有效的方法第十二页，共29页。第十三页，共29页。第十四页，共29页。交流高压(gāoyā)输电的根本环节发电站升压变压器高压输电线降压变压器用户发电站→升压变压器→高压(gāoyā)输电线→降压变压器→用电单位第十五页，共29页。U1U2U3

U4发电机升压(shēnɡyā)变压器高压输电(shūdiàn)线路降压(jiànɡyā)变压器用电器

交流高压输电根本环节示意图第十六页，共29页。14223UUUURIF用线

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压(shēnɡyā)变压器降压(jiànɡyā)变压器1、功率(gōnglǜ)关系：2、电压关系：①升压变压器：P1=P2②降压变压器：P3=P4③传输过程：P2=Pr+P3①升压变压器：②降压变压器：③传输过程：第十七页，共29页。14223UUUURIF用线

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压(shēnɡyā)变压器降压(jiànɡyā)变压器3、电流(diànliú)关系：③传输过程：②降压变压器：①升压变压器：4、输电导线上损耗的功率：第十八页，共29页。1.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,以下4个计算输电线损耗的式子(shìzi)中，不正确的选项是()A、B、C、D、课堂练习A第十九页，共29页。远距离输电(shūdiàn)示意图第二十页，共29页。是不是输电(shūdiàn)电压越高越好?电压越高，对输电线路(xiànlù)和变压器的要求越高，建设费用越高。远距离输电(shūdiàn)我国常用的远距离输电采用的电压有110kV、220kV、330kV，输电干线采用500kV的超高压，西北电网到达750kV。思考输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。第二十一页，共29页。三、电网(diànwǎng)供电采用电网(diànwǎng)供电的优点：可以在能源产地使用大容量发电机组,降低一次能源的输送(shūsònɡ)本钱,获得最大的经济效益.同时,电网可以减少断电的风险,调剂不同地区电力供需平衡,保障供电质量.通过网状的输电线、变电站,将许多电厂和广阔用户连接起来,形成全国性或地区性的输电网络,这就是电网.第二十二页，共29页。2、一小型(xiǎoxíng)发电站通过升压,降压变压器把电能输给用户.发电机的输出功率是500kW,端电压为500V,升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5,两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω,降压变压器的输出电压为220V,不计变压器的损耗.求：(1)升压变压器的副线圈两端电压；(2)输电导线上的功率(gōnglǜ)损失；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比；(4)用户得到的功率(gōnglǜ)。440kW2500V60kW10:1课堂练习第二十三页，共29页。3、某交流发电机输出功率为5×105W，输出电压为1.0×103V，假设输电(shūdiàn)线的总电阻10Ω，在输电(shūdiàn)线上损失的电功率等于输电(shūdiàn)功率的5%，用户使用电压380V(1)画出输电线路的示意图(标明各局部(júbù)的符号)14223UUUURIF用线

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器降压变压器第二十四页，共29页。14223UUUURIF用线

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I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器降压变压器(2)所用(suǒyònɡ)升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少?(使用的是理想变压器)1:1025:13、某交流发电机输出功率为5×105W，输出电压(diànyā)为1.0×103V，假设输电线的总电阻10Ω，在输电线上损失